磁共振3D-FIESTA序列在诊断膝关节半月板Ⅲ级损伤中的应用价值研究

徐 建，王 凯，李 蕾（通信作者）

（1南京医科大学康达学院附属连云港市第一人民医院影像科 江苏 连云港 222061）

（2南京医科大学康达学院解剖教研室 江苏 连云港 222000）

膝关节包括骨骼、肌肉、韧带、软骨、滑膜等组织成分，由于结构和功能的特殊性，膝关节成为最容易损伤和发生病变的骨关节[1]。影像学在膝关节病变的诊断中有不可替代的作用，普通X线、B超、CT扫描和关节造影虽能在一定程度上确定损伤的部位及程度，但仍存在一些不足，磁共振对肌肉、韧带、关节软骨等具有良好的分辨率，可多方位、多参数成像，已广泛应用于膝关节损伤及关节退变的诊断中，成为目前膝关节影像学检查中最重要的无创性检查。膝关节半月板是一种特殊的结缔组织，具有吸收震荡、缓冲外部压力的作用，半月板损伤是最常见的膝关节损伤，临床有明显关节疼痛、肿胀、绞索等表现，膝关节半月板Ⅲ级损伤必须及时进行手术治疗，术前半月板损伤的程度及位置的准确评判对制定临床治疗方案有重要的参考价值。

1 资料与方法

1.1 一般材料

选取南京医科大学康达学院附属连云港市第一人民医院2021年1月—2022年12月收治的经关节镜手术证实膝关节半月板Ⅲ级损伤的患者50例，其中男性25例，女性25例，年龄18～72岁，平均年龄（42.12±5.43） 岁；患者痛程最短的为检查前3天，最长的为外伤后3年。患者均对研究知情并签署知情同意书。

纳入标准：①患者均经关节镜手术证实为膝关节半月板Ⅲ级损伤；②关节镜手术治疗前均接受MRI检查，MRI检查后与关节镜手术时间间隔为1～15天；③患者均存在膝关节疼痛伴功能障碍；④患者年龄在18周岁以上；⑤患者体质量指数均处于正常范围。排除标准：① 既往有膝关节手术史患者；②膝关节严重畸形不能伸直患者；③存在免疫性关节炎疾病患者。

1.2 方法

MRI诊断：采用美国GE公司3.0T HDxt核磁共振成像仪，使用膝关节专用线圈--QUADKNEE，入组患者均进行MR 2D常规序列及各向同性3D-FIESTA序列检查。检查时，患者取仰卧位，脚先进，膝关节自然伸直，置于膝关节专用线圈内，以髌骨下缘为定位线中心，先行常规MRI序列（PDWI、T1WI及T2WI）的矢状位、冠状位、横轴位扫描，再行各向同性3D-FIESTA序列的矢状位扫描，使用GE ADW4.5工作站上对各向同性3D-FIESTA序列的图像数据进行后处理，各序列扫描参数见表1。

表1 患者术前MR检查时各序列扫描参数

关节镜手术：手术采用机器西门子C臂机，型号Cios Select S1，手术由2名经验丰富且技术娴熟的关节外科医师完成，术中仔细观察半月板，对半月板损伤的等级、撕裂位置进行详细记录，对比术中实际观察所见与术前影像符合情况。

1.3 评价标准

1.3.1 半月板损伤分级

膝关节半月板损伤的MRI诊断分级标准，根据半月板内MRI异常信号分布情况[2]，将半月板损伤分为0～Ⅲ级：0级，半月板呈形态规则的均匀低信号，其内未见异常信号影（图1-a）。Ⅰ级，表现为半月板内1个或数个不与关节面接触的点或小片状信号（半月板与关节囊缘不作为关节面考虑）（图1-b）。Ⅱ级，表现为半月板内未延伸至关节面的线形信号（图1-c），但异常信号可延伸至半月板关节囊缘。另外，参照Cothran等[3]的标准，将急性外伤引起的半月板全层信号增高归类为半月板挫伤，在损伤分级诊断中由于此类损伤半月板没有破裂口，故归为Ⅱ级半月板损伤。Ⅲ级，表现为半月板内异常信号至少延伸至1个关节面（图1-d、1-e），同时将半月板形态不完整、不规则变或半月板关节囊分离等表现列入Ⅲ级内。其中，0级为正常半月板，Ⅰ～Ⅱ级为半月板变性，Ⅲ级为半月板撕裂。

图1 不同分级半月板损伤在MRI图像上的表现

1.3.2 半月板撕裂位置

依据半月板血供情况，半月板分为三个区，红区：半月板-滑膜结合部3 mm以内者为绝对有血管区，此处血供较丰富，半月板撕裂后愈合相对容易；红白区：相距半月板-滑膜结合部3～5 mm，为相对有血管区，此处发生的撕裂愈合效果一般；白区：相距半月板-滑膜结合部5 mm以上，为绝对无血管区，此处发生的半月板损伤基本上很难自我愈合。

半月板撕裂位置分为如下6个区：A区代表撕裂只发生在红区；B区代表撕裂只发生在红白区；C区代表撕裂只发生在白区；AB区代表跨A、B两区的撕裂；BC区代表跨B、C两区的撕裂；ABC区代表跨A、B、C三区的撕裂。

所有数据传送到GE ADW4.5工作站，图像分析及诊断由影像科2名经验丰富的肌骨系统方面诊断医师共同完成，记录半月板的损伤类型等级及撕裂位置，结果不一致时，2人会诊讨论并最终取得一致诊断。

将3级半月板损伤作为撕裂阳性标准，0～Ⅱ级作为撕裂阴性标准[4]，以关节镜检查结果作为膝关节损伤程度的标准，以关节镜检查时记录的位置作为半月板撕裂位置的标准。

1.4 观察指标

以关节腔镜手术结果为金标准，分析MRI 2D常规序列与3D-FIESTA序列检查膝关节半月板损伤及撕裂位置诊断结果。

1.5 统计学方法

采用SPSS 16.0统计软件分析数据，计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，采用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

本组50例Ⅲ级半月板损伤关节腔镜手术中，半月板撕裂位置情况如下：内侧半月板A区5例，AB区13例，ABC区7例，B区3例，BC区1例，C区0例；外侧半月板A区4例，AB区11例，ABC区3例，B区3例，BC区0例，C区0例。3D-FIESTA序列诊断膝关节半月板损伤及撕裂位置准确率92.00%（46/50）高于2D常规序列诊断的74.00%（37/50），差异有统计学意义（χ2=5.741，P＜0.05）。手术结果及术前MRI诊断结果见表2。

表2 半月板Ⅲ级损伤撕裂位置与关节镜手术检查结果与MRI检查对比 单位：例

3 讨论

半月板损伤程度及发生位置的不同，决定着临床中不同的治疗策略，通过康复等手段治疗轻度半月板红区处损伤，采用关节显微外科技术修复非红区半月板损伤的理念已广泛应用于临床。膝关节半月板损伤主要临床表现为膝关节肿痛、弹响及不同程度运动功能障碍[1]。半月板损伤程度及发生位置的不同，决定着临床中不同的治疗策略。膝关节镜可以在镜下直观地观察半月板的损伤程度，并可对损伤半月板进行修补[5]。随着影像技术的发展，影像学多种检查可应用于膝关节创伤性病变的诊断，包括普通X线摄影、CT扫描、MRI检查以及关节造影等。其中，MRI检查以无创伤、无辐射、多方位、多参数成像以及良好的软组织对比度，成为目前公认的无创性关节腔内病变的检查最佳方法[6]。

膝关节MRI检查扫描序列众多，但T1WI、T2WI和PDW-FS序列等常规扫描序列在膝关节的MRI检查中占据主导地位，2D成像方式仍然是磁共振检查中最常用的检查方式，但存在一定的局限性：①对形态复杂或与标准解剖方位呈角度走行的结构难以全程显示；②层厚较厚，容易导致部分容积效应；③3个平面分别成像的累计时间较长，检查效率较低[7]。

3D成像方式通过无间隔的薄层扫描获取数据，图像空间分辨率高，再借助工作站后期后处理技术，可以更好地显示复杂结构的解剖形态及损伤细节[8]，因此，3D成像在膝关节损伤的诊断中具有非常大的潜在价值。

3D-FIESTA序列是一种平衡式稳态自由进动（balance SSFP）序列，它采用很短的TR、TE和较大偏转角的脉冲激发，成像时剩余横向磁化矢量在连续激发中仍被利用形成信号，因此，即使TR较短，但由于相位重聚的原因依然可获得较好的图像质量[9]。该序列具有很多优点：① 图像的信噪比高；②由于TR非常短，其成像速度快；③ 由于采用极短的TR、TE，血液流动造成的搏动伪影小；④液体成分由于T2值较大，所以其T2/T1的值较大，因此，该序列图像上关节液及水肿呈现明显高信号，液体与周围组织间会形成很好的对比；⑤采集后的数据可以使用后处理软件生成任意角度的二维重组图像，方便医生多角度观察解剖结构有无异常，提高诊断的准确度[10]。

本研究主要是通过与传统膝关节检查中的2D成像序列作对比，以关节镜检查结果为金标准，研究了各向同性的3D-FIESTA序列在膝关节半月板Ⅲ级损伤关节腔镜术前判断撕裂位置的诊断价值。通过本研究可以发现3D-FIESTA序列诊断膝关节半月板损伤及撕裂位置准确率92.00%（46/50）高于2D常规序列诊断的74.00%（37/50），差异有统计学意义（P＜0.05）。

综上所述，与传统2D常规序列相比，3D-FIESTA序列能够对Ⅲ级半月板损伤的具体部位及范围清晰显示，为临床手术治疗提供更多可靠的依据，具有较大的临床应用价值。